Když byly ve studních s pitnou vodou v jihovýchodním Wisconsinu objeveny vysoké hladiny stopového prvku molybden (mah-LIB-den-um), zdálo se, že pravděpodobným zdrojem kontaminace jsou četná místa na ukládání uhelného popela v regionu.

Některá jemnozrnná detektivní práce vedená výzkumníky z Duke University a The Ohio State University však odhalila, že rybníky, které obsahují zbytky uhlí spalovaného v elektrárnách, nejsou zdrojem kontaminace.

Místo toho pochází z přírodních zdrojů.

„Na základě testů využívajících forenzní izotopové ‚otisky prstů‘ a techniky datování stáří nabízejí naše výsledky nezávislý důkaz, že uhelný popel není zdrojem kontaminace vody,“ řekl Avner Vengosh, profesor geochemie a kvality vody na Duke's Nicholas School of životní prostředí.

"Pokud by tato voda bohatá na molybden pocházela z vyluhování uhelného popela, byla by relativně mladá, protože byla znovu nabita do podzemní vody v regionu z ložisek uhelného popela na povrchu teprve před 20 nebo 30 lety," řekl Vengosh. "Namísto toho naše testy ukazují, že pochází z hlubokého podzemí a je starší než 300 let."

Testy také odhalily, že izotopový otisk kontaminované vody – její přesné poměry izotopů boru a stroncia – neodpovídají izotopovým otiskům zbytků po spalování uhlí.

Tato zjištění „odpojují“ molybden od míst ukládání uhelného popela a místo toho naznačují, že je výsledkem přírodních procesů probíhajících v horninové matrici zvodnělé vrstvy, řekla Jennifer S. Harkness, postdoktorandka ve státě Ohio, která vedla studii jako součást její doktorské disertační práce na Duke.

Vědci zveřejnili svůj recenzovaný článek tento měsíc v časopise Environmental Science & Technology.

Malé množství molybdenu je nezbytné pro život zvířat i rostlin, ale lidé, kteří ho požívají příliš mnoho, riskují problémy, jako je anémie, bolesti kloubů a třes.

Některé ze studní testovaných v jihovýchodním Wisconsinu obsahovaly až 149 mikrogramů molybdenu na litr, což je o něco více než dvojnásobek normy pro bezpečné pití podle Světové zdravotnické organizace, která je 70 mikrogramů na litr. Americká agentura pro ochranu životního prostředí stanovuje limit ještě nižší na 40 mikrogramů na litr.

K provedení nové studie Harkness a její kolegové použili forenzní indikátory k určení poměrů izotopů boru a stroncia v každém ze vzorků vody. U každého vzorku také měřili radioaktivní izotopy tritia a helia, které mají konstantní rychlost rozpadu a lze je použít k hodnocení stáří vzorku neboli „doby pobytu“ v podzemní vodě. Integrací těchto dvou souborů nálezů byli vědci schopni dát dohromady podrobné informace o historii podzemních vod, včetně toho, kdy poprvé infiltrovala zvodněnou vrstvu, a s jakými typy hornin v průběhu času interagovala.

„Tato analýza odhalila, že voda s vysokým obsahem molybdenu nepochází z ložisek uhelného popela na povrchu, ale spíše z minerálů bohatých na molybden v matrici zvodnělé vrstvy a podmínek prostředí v hluboké zvodně, které umožňovaly uvolňování tohoto molybdenu do vody. podzemní vody,“ vysvětlil Harkness.

„Na tomto výzkumném projektu je jedinečné to, že integruje dvě různé metody – izotopové otisky prstů a datování podle věku – do jedné studie,“ řekla.

Přestože se studie zaměřila na studny pitné vody ve Wisconsinu, její zjištění jsou potenciálně použitelná i v jiných regionech s podobnou geologií.

Thomas H. Darrah, docent věd o Zemi ve státě Ohio, je Harknessovým postdoktorským poradcem ve státě Ohio a byl spoluautorem nové studie.